JP3637784B2 - Control device for variable valve engine - Google Patents

Control device for variable valve engine Download PDF

Info

Publication number
JP3637784B2
JP3637784B2 JP25380698A JP25380698A JP3637784B2 JP 3637784 B2 JP3637784 B2 JP 3637784B2 JP 25380698 A JP25380698 A JP 25380698A JP 25380698 A JP25380698 A JP 25380698A JP 3637784 B2 JP3637784 B2 JP 3637784B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel injection
intake valve
timing
closing timing
valve closing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP25380698A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000087766A (en
Inventor
初雄 永石
啓介 藤原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP25380698A priority Critical patent/JP3637784B2/en
Publication of JP2000087766A publication Critical patent/JP2000087766A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3637784B2 publication Critical patent/JP3637784B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Valve Device For Special Equipments (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、開閉時期を任意に制御可能な可変動弁式の吸気弁を備え、吸気弁の閉時期を制御して吸入空気量を制御する可変動弁エンジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の可変動弁エンジンの制御装置としては、特開昭59−162312号公報に示されるように、吸気弁及び排気弁を電磁的に開閉制御すると共に、吸気弁及び排気弁の開閉タイミング及びリフト特性を運転状態に応じて可変とし、かつ吸気弁及び排気弁の開度を調整することによりエンジン出力の調整を行おうとするものがある。
【0003】
更に、近年は、ポンプロスの低減による燃費向上を目的として、吸気弁の閉時期を制御(早閉じ制御)することにより、吸入空気量を制御して、ノンスロットル運転を行うものが注目され、その開発が進められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸気弁閉時期を制御して吸入空気量を制御する場合、燃料噴射量制御との同期がとられていないと、加減速時に、空燃比のずれを生じるという問題点があった。
すなわち、前記公報に記載のように、所定の周期で、エンジン運転条件に基づいて吸気弁閉時期を算出すると共に、燃料噴射量を算出している場合、燃料噴射時期に比べ、吸気弁閉時期は遅いため、燃料噴射時期にて最新に算出されている燃料噴射量に基づいて燃料噴射した後に、吸気弁の閉じ制御を最新に算出されている吸気弁閉時期に基づいて制御すると、燃料噴射量算出に用いたエンジン運転条件と吸気弁閉時期の算出に用いたエンジン運転条件とが加減速時には異なるため、燃料噴射量制御と吸入空気量制御とがバラバラになって、空燃比のずれを生じるのである。
【0005】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、燃料噴射量の制御と吸気弁閉時期の制御とを確実に同期させて、空燃比の制御精度を向上させることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項1に係る発明では、図1に示すように、エンジン運転条件に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、エンジン運転条件に基づいて燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出手段とを備えて、これらにより燃料噴射弁の燃料噴射を制御する一方、エンジン運転条件に基づいて吸気弁閉時期を算出する吸気弁閉時期算出手段を備えて、これにより可変動弁式の吸気弁の閉時期を制御して吸入空気量を制御する可変動弁エンジンの制御装置において、前記燃料噴射量算出手段による燃料噴射量の算出及び前記吸気弁閉時期算出手段による吸気弁閉時期の算出は、所定の時間周期で、同時に行わせる一方、前記燃料噴射時期算出手段によって算出されて実際に燃料噴射を行う燃料噴射時期にて、燃料噴射量を前記燃料噴射量算出手段により最新に算出されている燃料噴射量によって確定する燃料噴射量確定手段と、燃料噴射量の確定と同時に、吸気弁閉時期を前記吸気弁閉時期算出手段により最新に算出されている吸気弁閉時期によって確定する吸気弁閉時期確定手段と、を設けたことを特徴とする。
【0007】
請求項2に係る発明では、前記燃料噴射時期算出手段は、燃料噴射量及び吸気弁閉時期の算出と同時に、燃料噴射時期を算出するものであることを特徴とする。
【0008】
請求項3に係る発明では、燃料噴射時期は、所定のクランク角位置にて、前記燃料噴射時期算出手段により最新に算出されている燃料噴射時期によって確定されることを特徴とする。
請求項4に係る発明では、前記燃料噴射量算出手段は、吸入空気量計測手段により計測される吸入空気量に基づいて燃料噴射量を算出するものであることを特徴とする。
【0009】
請求項5に係る発明では、前記燃料噴射時期算出手段は、エンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて燃料噴射時期を算出するものであることを特徴とする。
請求項6に係る発明では、前記吸気弁閉時期算出手段は、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて定められる目標空気量に応じて吸気弁閉時期を算出するものであることを特徴とする。
【0010】
請求項7に係る発明では、前記可変動弁式の吸気弁は、電磁駆動式であることを特徴とする。
【0011】
【発明の効果】
請求項1に係る発明によれば、吸気弁閉時期を制御して吸入空気量を制御することにより、吸入空気量制御の応答性の高い可変動弁エンジンにおいて、実際に燃料噴射を行う燃料噴射時期にて、燃料噴射量を確定すると同時に、吸気弁閉時期を確定して、これ以降、実際の吸気弁閉時期までに、吸気弁閉時期を変更しないようにすることにより、燃料噴射量の制御と吸気弁閉時期の制御とを確実に同期させて、空燃比の制御精度を向上させることができる。
また、所定の時間周期で燃料噴射量及び吸気弁閉時期を同時に算出することで、これらを完全に同一のエンジン運転条件下で算出して、より確実に同期させることができる。
【0012】
請求項2に係る発明によれば、燃料噴射量及び吸気弁閉時期の算出と同時に、燃料噴射時期を算出することで、燃料噴射時期についても同一のエンジン運転条件下で算出できる。
【0013】
請求項3に係る発明によれば、所定のクランク角位置にて燃料噴射時期を確定することで、燃料噴射時期の制御を確実化できる。
請求項4に係る発明によれば、吸入空気量計測手段の計測結果に基づいて燃料噴射量を算出することで、空燃比の制御精度を更に向上できる。
請求項5に係る発明によれば、エンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて燃料噴射時期を算出することで、燃料噴射時期を最適化できる。
【0014】
請求項6に係る発明によれば、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて定められる目標空気量に応じて吸気弁閉時期を算出することで、要求トルクに応じた吸入空気量制御が可能となる。
請求項7に係る発明では、電磁駆動式の吸気弁を用いることで、制御性が向上する。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態を図2〜図11により説明する。
図2は本発明の一実施形態を示す可変動弁エンジンのシステム図である。
エンジン1の各気筒のピストン2により画成される燃焼室3には、点火栓4を囲むように、電磁駆動式の吸気弁5及び排気弁6を備えている。7は吸気通路、8は排気通路である。
【0016】
吸気弁5及び排気弁6の電磁駆動装置(可変動弁装置)の基本構造を図3に示す。弁体20の弁軸21にプレート状の可動子22が取付けられており、この可動子22はスプリング23,24により中立位置に付勢されている。そして、この可動子22の下側に開弁用電磁コイル25が配置され、上側に閉弁用電磁コイル26が配置されている。
【0017】
従って、開弁させる際は、上側の閉弁用電磁コイル26への通電を停止した後、下側の開弁用電磁コイル25に通電して、可動子22を下側へ吸着することにより、弁体20をリフトさせて開弁させる。逆に、閉弁させる際は、下側の開弁用電磁コイル25への通電を停止した後、上側の閉弁用電磁コイル26に通電して、可動子22を上側へ吸着することにより、弁体20をシート部に着座させて閉弁させる。
【0018】
図2に戻って、吸気通路7には、各気筒毎の吸気ポート部分に、電磁式の燃料噴射弁9が設けられている。
ここにおいて、吸気弁5、排気弁6、燃料噴射弁9及び点火栓4の作動は、コントロールユニット10により制御され、このコントロールユニット10には、エンジン回転に同期してクランク角信号を出力しこれによりエンジン回転数Neを検出可能なクランク角センサ11、アクセル開度(アクセルペダルの踏込み量)APOを検出するアクセルペダルセンサ12、吸気通路7にて吸入空気量Qaを計測するエアフローメータ13から、信号が入力されている。
【0019】
この他、冷却水温Twを検出する水温センサ、排気中の酸素濃度を介して空燃比のリッチ・リーンを検出する酸素センサ等からも信号が入力されるが、図示は省略した。
このエンジン1では、ポンプロスの低減による燃費向上を目的として、電磁駆動式の吸気弁5及び排気弁6のバルブタイミングを制御、特に吸気弁5の開時期(IVO)を排気上死点(TDC)付近の略一定タイミングとして、閉時期(IVC)を早閉じ制御することにより吸入空気量を制御して、ノンスロットル運転を行う。但し、所定のエンジン運転条件にて吸気通路7内に負圧を得る目的で、電制スロットル弁を設けてもよい。
【0020】
燃料噴射弁9による燃料噴射量及び燃料噴射時期は、エンジン運転条件に基づいて制御するが、燃料噴射量は、基本的には、エアフローメータ13により検出される吸入空気量Qaに基づいて、所望の空燃比となるように制御する。
点火栓4による点火時期は、エンジン運転条件に基づいて、MBT又はノック限界に制御する。
【0021】
次に、燃料噴射量及び燃料噴射時期の制御、吸気弁閉時期による吸入空気量の制御について、更に詳細に、フローチャートにより説明する。
図4は1msジョブである。
ステップ1(図にはS1と記す。以下同様)では、吸入空気量計測手段としてのエアフローメータ(AFM)の出力電圧を読込んでA/D変換する。
【0022】
ステップ2では、エアフローメータ出力特性に基づき、A/D変換値をリニアライズ処理して、吸入空気量Qaを得る。
ステップ3では、4気筒の場合、180°CA毎のタイミングか否かを判定し、NOの場合はステップ4へ、YESの場合はステップ5へ進む。
すなわち、180°CA間では、ステップ4でQaの積算を行い(ΣQa←ΣQa+Qa)、180°CA毎に、ステップ5で積算結果をシリンダ吸入空気量Qcyl とする(Qcyl ←ΣQa,Qcyl 確定後、ΣQa←0)。
【0023】
ステップ6では、10ms毎のタイミングか否かを判定し、NOの場合は処理を終了し、YES(10ms毎のタイミング)の場合はステップ7へ進む。従って、ステップ7以降は実質的に10msジョブである。
ステップ7では、次式のごとく、シリンダ吸入空気量Qcyl に定数K#を乗じて、基本燃料噴射量(基本燃料噴射パルス幅)Tpを算出する。
【0024】
Tp=Qcyl ×K#
ステップ8では、目標当量比TFBYAを計算する。具体的には、次式のごとく、エンジン回転数Ne及び基本燃料噴射量Tpに基づいて定められる基本目標当量比KMR、水温Twから定められる水温補正分KTW、始動後時間等から定められる始動後補正分KASを加算して、目標当量比TFBYAを算出する。
【0025】
TFBYA=KMR+KTW+KAS
尚、目標当量比TFBYAは、目標空燃比をtA/F、理論空燃比を14.7とすると、TFBYA=14.7/tA/Fによって表される。
ステップ9では、過渡補正係数(加減速壁流補正係数)KTRを計算する。具体的には、水温Tw、基本燃料噴射量Tp、エンジン回転数Neの関数として、吸気ポート壁流量を予測し、加速時には壁流による燃料不足を補正すべく燃料噴射量を増量補正するように、減速時には壁流による燃料過剰を補正すべく燃料噴射量を減量補正するように、定める。
【0026】
ステップ10では、次式のごとく、基本燃料噴射量Tpを、目標当量比TFBYA、過渡補正係数KTR、空燃比フィードバック補正係数α、学習補正係数αm、電圧補正分(無効噴射時間分)Tsにより補正して、燃料噴射量(燃料噴射パルス幅)Ti(ms)を算出する。
Ti=Tp×TFBYA×KTR×α×αm+Ts
ここで、ステップ7〜10の部分が燃料噴射量算出手段に相当する。
【0027】
ステップ11では、燃料噴射時期I/Tを計算する。具体的には、図8のマップを参照し、エンジン回転数Neと燃料噴射量Tiとから、燃料噴射時期I/T(排気上死点前CA;°BTDC)を設定する。この部分が燃料噴射時期算出手段に相当する。
ステップ12では、図5のフロー(ステップ21〜ステップ26)に従って、吸気弁閉時期IVCを計算する。この部分が吸気弁閉時期算出手段に相当する。
【0028】
図5のIVC計算フローについて説明する。
ステップ21では、基本目標空気量TTAを計算する。具体的には、図9のマップを参照し、アクセル開度APOとエンジン回転数Neとから、要求トルク相当の基本目標空気量TTAを設定する。
ステップ22では、アイドル空気量ISCを計算する。
【0029】
具体的には、アイドル空気量ISCは、次式のように、アイドル制御分ISCQと負圧制御分BCVとのうち大きい方とする。
ISC=MAX(ISCQ,BCV)
アイドル制御分ISCQは、次式のごとく、補機負荷(エアコン、パワステ、電気負荷など)の状態に基づいて定められる補機負荷補正分ISCLDと、アイドル運転時に実アイドル回転数を目標アイドル回転数と比較して設定されるアイドル回転数フィードバック補正分である積分分ISCI及び比例分ISCPを加算して、算出する。
【0030】
ISCQ=ISCLD+ISCI+ISCP
負圧制御分BCVは、吸気弁の早閉じ制御によりシリンダ内の負圧が過大となってオイル上がりを生じるのを防止すべく、エンジン回転数Neに応じて設定する。
ステップ23では、次式のごとく、基本目標空気量TTAに、アイドル空気量ISCを加算して、目標空気量TTPを算出する。
【0031】
TTP=TTA+ISC
ステップ24では、吸気弁閉時期IVCφを計算する。具体的には、図10のテーブルを参照し、目標空気量TTPから、吸気弁閉時期IVC(排気上死点後CA;°ATDC)を設定する。尚、エンジン回転数Neによって吸入空気の慣性により充填効率が変化することから、目標空気量TTPと、エンジン回転数Neとから、吸気弁閉時期IVCを設定するようにしてもよい。
【0032】
ステップ25では、電磁駆動式の吸気弁の閉指令から実際に閉じるまでの動作遅れ時間(例えば3ms)をクランク角に変換することにより、遅れ角IVDLYを求める。
ステップ26では、次式のごとく、吸気弁閉時期IVCφから遅れ角IVDLYを減算して、吸気弁閉時期(指令値)IVCを求める。
【0033】
IVC=IVCφ−IVDLY
以上により処理を終了する。
尚、吸気弁の開時期(IVO)は排気上死点(TDC)付近の略一定タイミングとする。また、排気弁の開時期(EVO)及び閉時期(EVC)は、最も熱効率の良いタイミングとなるように制御する。
【0034】
図6はクランク角センサからの基準クランク角信号REF(4気筒の場合、180°CA毎に、例えば排気上死点前110°CAにて発生)に同期して実行されるREFジョブである。
ステップ31では、10msジョブで算出されている最新の燃料噴射時期I/Tを、燃料噴射時期出力レジスタI/TOUTにセットする。この部分が燃料噴射時期確定手段に相当する。
【0035】
これにより、その燃料噴射時期I/Tになると、燃料噴射弁への燃料噴射パルス信号の出力が開始されて、燃料噴射が開始される。
REFジョブでは、この他、ステップ32で、酸素センサからの信号に基づいて、空燃比フィードバック制御のための空燃比フィードバック補正係数αの計算を行っている。また、ステップ33で、空燃比フィードバック補正係数αの定常偏差を学習することにより、空燃比学習制御のための学習補正係数αmの計算を行っている。
【0036】
図7は実際の燃料噴射時期I/Tにて割込み処理されるI/T割込みジョブである。
ステップ41では、10msジョブで算出されている最新の燃料噴射量(燃料噴射パルス幅)Tiを、燃料噴射量(燃料噴射パルス幅)出力レジスタTiOUTにセットする。この部分が燃料噴射量確定手段に相当する。
【0037】
これにより、燃料噴射開始後、Ti時間経過すると、燃料噴射弁への燃料噴射パルス信号の出力が停止されて、燃料噴射が終了する。
ステップ42では、10msジョブで算出されている最新の吸気弁閉時期(指令値)IVCを、吸気弁閉時期出力レジスタIVCOUTにセットする。この部分が吸気弁閉時期確定手段に相当する。
【0038】
これにより、その吸気弁閉時期IVCになると、吸気弁の開弁用電磁コイルヘの通電が停止されると共に、閉弁用電磁コイルへの通電が開始されて、吸気弁が閉弁する。
図11はある気筒についてのタイミングチャートである。
所定の時間周期、すなわち10ms毎に、燃料噴射量Ti、燃料噴射時期I/T、吸気弁閉時期IVCが計算される。
【0039】
ここにおいて、所定のクランク角位置、すなわち排気上死点前110°CAの基準クランク角信号REFに同期して、燃料噴射時期I/Tを、このときに最新に算出されている燃料噴射時期I/Tによって確定する。
確定された燃料噴射時期I/Tになると、燃料噴射量Tiを、このときに最新に算出されている燃料噴射量Tiによって確定し、同時に、吸気弁閉時期IVCを、このときに最新に算出されている吸気弁閉時期IVCによって確定する。言い換えれば、これ以降、実際の吸気弁閉時期IVCまでに、吸気弁閉時期IVCが新たに算出されても、吸気弁閉時期IVCを変更しない。
【0040】
よって、燃料噴射量Tiの制御と吸気弁閉時期IVCの制御とを確実に同期させて、空燃比の制御精度を向上させることができる。
尚、以上の実施形態では、可変動弁装置として、電磁駆動式のものを用いたが、油圧駆動式のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図
【図2】 本発明の一実施形態を示す可変動弁エンジンのシステム図
【図3】 吸排気弁の電磁駆動装置の基本構造図
【図4】 1msジョブ(及び10msジョブ)のフローチャート
【図5】 IVC計算のフローチャート
【図6】 REFジョブのフローチャート
【図7】 I/T割込みジョブのフローチャート
【図8】 I/T設定用マップを示す図
【図9】 TTA設定用マップを示す図
【図10】 IVC設定用テーブルを示す図
【図11】 ある気筒についてのタイミングチャート
【符号の説明】
1 エンジン
4 点火栓
5 電磁駆動式の吸気弁
6 電磁駆動式の排気弁
9 燃料噴射弁
10 コントロールユニット
11 クランク角センサ
12 アクセルペダルセンサ
13 エアフローメータ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control apparatus for a variable valve engine that includes a variable valve intake valve that can arbitrarily control the opening and closing timing, and controls the intake air amount by controlling the closing timing of the intake valve.
[0002]
[Prior art]
As a conventional control apparatus for a variable valve engine, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-163212, the intake valve and the exhaust valve are electromagnetically controlled to open and close, and the intake valve and exhaust valve open / close timing and lift are controlled. There is a type in which the engine output is adjusted by making the characteristics variable according to the operating state and adjusting the opening of the intake valve and the exhaust valve.
[0003]
Furthermore, in recent years, for the purpose of improving fuel efficiency by reducing pump loss, control of intake valve closing timing (premature closing control) to control the amount of intake air and perform non-throttle operation has attracted attention. Development is underway.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the intake valve closing timing is controlled to control the intake air amount, there is a problem that an air-fuel ratio shift occurs during acceleration / deceleration unless the fuel injection amount control is synchronized.
That is, as described in the above publication, when the intake valve closing timing is calculated based on engine operating conditions at a predetermined cycle and the fuel injection amount is calculated, the intake valve closing timing is compared with the fuel injection timing. If the intake valve closing control is controlled based on the latest calculated intake valve closing timing after fuel injection based on the latest calculated fuel injection amount at the fuel injection timing, the fuel injection Since the engine operating conditions used to calculate the amount and the engine operating conditions used to calculate the intake valve closing timing are different during acceleration / deceleration, the fuel injection amount control and the intake air amount control are different, and the deviation of the air-fuel ratio is reduced. It happens.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to reliably control the fuel injection amount and the intake valve closing timing to improve the control accuracy of the air-fuel ratio.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, in the invention according to claim 1, as shown in FIG. 1, the fuel injection amount calculating means for calculating the fuel injection amount based on the engine operating condition, and the fuel for calculating the fuel injection timing based on the engine operating condition. An injection timing calculating means for controlling the fuel injection of the fuel injection valve, and an intake valve closing timing calculating means for calculating the intake valve closing timing based on the engine operating conditions. In the control apparatus for a variable valve engine that controls the intake air amount by controlling the closing timing of the intake valve of the formula, the calculation of the fuel injection amount by the fuel injection amount calculating means and the closing of the intake valve by the intake valve closing timing calculating means time of calculation, at a predetermined time period, while simultaneously carried out at the fuel injection timing calculating unit fuel injection timing for actual fuel injection is calculated by the fuel the fuel injection amount A fuel injection amount determining means that is determined by the latest fuel injection amount calculated by the injection amount calculating means, and simultaneously with the determination of the fuel injection amount, the intake valve closing timing is latest calculated by the intake valve closing timing calculating means. And an intake valve closing timing determining means for determining the intake valve closing timing.
[0007]
The invention according to claim 2 is characterized in that the fuel injection timing calculating means calculates the fuel injection timing simultaneously with the calculation of the fuel injection amount and the intake valve closing timing.
[0008]
The invention according to claim 3 is characterized in that the fuel injection timing is determined at the predetermined crank angle position by the fuel injection timing that is calculated latest by the fuel injection timing calculation means.
The invention according to claim 4 is characterized in that the fuel injection amount calculating means calculates the fuel injection amount based on the intake air amount measured by the intake air amount measuring means.
[0009]
The invention according to claim 5 is characterized in that the fuel injection timing calculating means calculates the fuel injection timing based on the engine speed and the fuel injection amount.
The invention according to claim 6 is characterized in that the intake valve closing timing calculating means calculates the intake valve closing timing according to a target air amount determined based on the accelerator opening and the engine speed. .
[0010]
The invention according to claim 7 is characterized in that the variable valve-type intake valve is of an electromagnetic drive type.
[0011]
【The invention's effect】
According to the first aspect of the present invention, in the variable valve engine having high responsiveness of intake air amount control by controlling the intake valve closing timing to control the intake air amount, fuel injection that actually performs fuel injection At the same time, the fuel injection amount is determined, and at the same time, the intake valve closing timing is determined, and thereafter, the intake valve closing timing is not changed by the actual intake valve closing timing. The control accuracy of the air-fuel ratio can be improved by reliably synchronizing the control and the control of the intake valve closing timing.
Further, by simultaneously calculating the fuel injection amount and the intake valve closing timing in a predetermined time period, it is possible to calculate them under completely the same engine operating conditions and to synchronize more reliably.
[0012]
According to the second aspect of the present invention, the fuel injection timing can be calculated under the same engine operating condition by calculating the fuel injection timing simultaneously with the calculation of the fuel injection amount and the intake valve closing timing.
[0013]
According to the third aspect of the present invention, the fuel injection timing can be reliably controlled by determining the fuel injection timing at the predetermined crank angle position.
According to the invention of claim 4 , the control accuracy of the air-fuel ratio can be further improved by calculating the fuel injection amount based on the measurement result of the intake air amount measuring means.
According to the fifth aspect of the present invention, the fuel injection timing can be optimized by calculating the fuel injection timing based on the engine speed and the fuel injection amount.
[0014]
According to the sixth aspect of the invention, it is possible to control the intake air amount according to the required torque by calculating the intake valve closing timing according to the target air amount determined based on the accelerator opening and the engine speed. Become.
In the invention which concerns on Claim 7 , controllability improves by using an electromagnetically driven intake valve.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 2 is a system diagram of a variable valve engine showing an embodiment of the present invention.
The combustion chamber 3 defined by the piston 2 of each cylinder of the engine 1 is provided with an electromagnetically driven intake valve 5 and an exhaust valve 6 so as to surround the spark plug 4. 7 is an intake passage and 8 is an exhaust passage.
[0016]
FIG. 3 shows the basic structure of an electromagnetic drive device (variable valve operating device) for the intake valve 5 and the exhaust valve 6. A plate-like movable element 22 is attached to the valve shaft 21 of the valve body 20, and the movable element 22 is biased to a neutral position by springs 23 and 24. A valve opening electromagnetic coil 25 is disposed below the mover 22, and a valve closing electromagnetic coil 26 is disposed above the movable element 22.
[0017]
Therefore, when opening the valve, after energization of the upper valve closing electromagnetic coil 26 is stopped, by energizing the lower valve opening electromagnetic coil 25 and attracting the mover 22 downward, The valve body 20 is lifted and opened. Conversely, when closing the valve, by energizing the lower valve opening electromagnetic coil 25 and then energizing the upper valve closing electromagnetic coil 26 to attract the mover 22 upward, The valve body 20 is seated on the seat portion and closed.
[0018]
Returning to FIG. 2, the intake passage 7 is provided with an electromagnetic fuel injection valve 9 in the intake port portion of each cylinder.
Here, the operation of the intake valve 5, the exhaust valve 6, the fuel injection valve 9 and the spark plug 4 is controlled by a control unit 10, which outputs a crank angle signal in synchronism with engine rotation. From the crank angle sensor 11 capable of detecting the engine rotational speed Ne, the accelerator pedal sensor 12 for detecting the accelerator opening (accelerator pedal depression amount) APO, and the air flow meter 13 for measuring the intake air amount Qa in the intake passage 7 A signal is being input.
[0019]
In addition, signals are input from a water temperature sensor for detecting the cooling water temperature Tw, an oxygen sensor for detecting the rich / lean air-fuel ratio via the oxygen concentration in the exhaust gas, etc., but the illustration is omitted.
In the engine 1, the valve timing of the electromagnetically driven intake valve 5 and the exhaust valve 6 is controlled for the purpose of improving the fuel efficiency by reducing the pump loss, and in particular, the opening timing (IVO) of the intake valve 5 is set to the exhaust top dead center (TDC). As a substantially constant timing in the vicinity, the intake air amount is controlled by early closing control of the closing timing (IVC) to perform non-throttle operation. However, an electric throttle valve may be provided for the purpose of obtaining a negative pressure in the intake passage 7 under predetermined engine operating conditions.
[0020]
The fuel injection amount and fuel injection timing by the fuel injection valve 9 are controlled based on engine operating conditions. The fuel injection amount is basically set based on the intake air amount Qa detected by the air flow meter 13. It controls so that it may become the air fuel ratio.
The ignition timing by the spark plug 4 is controlled to the MBT or knock limit based on the engine operating conditions.
[0021]
Next, the control of the fuel injection amount and the fuel injection timing and the control of the intake air amount by the intake valve closing timing will be described in more detail with reference to flowcharts.
FIG. 4 shows a 1 ms job.
In step 1 (denoted as S1 in the figure, the same applies hereinafter), the output voltage of an air flow meter (AFM) as intake air amount measuring means is read and A / D converted.
[0022]
In step 2, the A / D conversion value is linearized based on the air flow meter output characteristic to obtain the intake air amount Qa.
In Step 3, in the case of four cylinders, it is determined whether or not the timing is every 180 ° CA. If NO, the process proceeds to Step 4, and if YES, the process proceeds to Step 5.
That is, during 180 ° CA, Qa is accumulated in step 4 (ΣQa ← ΣQa + Qa), and every 180 ° CA, the accumulated result is set as the cylinder intake air amount Qcyl in step 5 (Qcyl ← ΣQa, Qcyl is determined, ΣQa ← 0).
[0023]
In step 6, it is determined whether or not the timing is every 10 ms. If NO, the process ends. If YES (timing every 10 ms), the process proceeds to step 7. Therefore, the steps after step 7 are substantially 10 ms jobs.
In step 7, the basic fuel injection amount (basic fuel injection pulse width) Tp is calculated by multiplying the cylinder intake air amount Qcyl by a constant K # as in the following equation.
[0024]
Tp = Qcyl x K #
In step 8, the target equivalent ratio TFBYA is calculated. Specifically, as shown in the following equation, the basic target equivalent ratio KMR determined based on the engine speed Ne and the basic fuel injection amount Tp, the water temperature correction amount KTW determined from the water temperature Tw, the post-start time determined from the start time, etc. The target equivalent ratio TFBYA is calculated by adding the correction amount KAS.
[0025]
TFBYA = KMR + KTW + KAS
The target equivalent ratio TFBYA is expressed by TFBYA = 14.7 / tA / F where the target air-fuel ratio is tA / F and the theoretical air-fuel ratio is 14.7.
In step 9, a transient correction coefficient (acceleration / deceleration wall flow correction coefficient) KTR is calculated. Specifically, the intake port wall flow rate is predicted as a function of the water temperature Tw, the basic fuel injection amount Tp, and the engine speed Ne, and the fuel injection amount is increased and corrected to correct fuel shortage due to wall flow during acceleration. In the deceleration mode, the fuel injection amount is corrected so as to be reduced so as to correct the excess fuel due to the wall flow.
[0026]
In step 10, the basic fuel injection amount Tp is corrected by the target equivalent ratio TFBYA, the transient correction coefficient KTR, the air-fuel ratio feedback correction coefficient α, the learning correction coefficient αm, and the voltage correction (invalid injection time) Ts as shown in the following equation. Then, the fuel injection amount (fuel injection pulse width) Ti (ms) is calculated.
Ti = Tp × TFBYA × KTR × α × αm + Ts
Here, the steps 7 to 10 correspond to the fuel injection amount calculating means.
[0027]
In step 11, the fuel injection timing I / T is calculated. Specifically, referring to the map of FIG. 8, the fuel injection timing I / T (CA before exhaust top dead center; ° BTDC) is set from the engine speed Ne and the fuel injection amount Ti. This portion corresponds to fuel injection timing calculation means.
In step 12, the intake valve closing timing IVC is calculated according to the flow of FIG. 5 (step 21 to step 26). This portion corresponds to intake valve closing timing calculation means.
[0028]
The IVC calculation flow in FIG. 5 will be described.
In step 21, a basic target air amount TTA is calculated. Specifically, referring to the map of FIG. 9, a basic target air amount TTA corresponding to the required torque is set from the accelerator opening APO and the engine speed Ne.
In step 22, the idle air amount ISC is calculated.
[0029]
Specifically, the idle air amount ISC is the larger of the idle control amount ISCQ and the negative pressure control amount BCV as shown in the following equation.
ISC = MAX (ISCQ, BCV)
The idle control amount ISCQ is determined by the auxiliary load correction amount ISCLD determined based on the state of the auxiliary load (air conditioner, power steering, electric load, etc.), and the actual idle speed is set as the target idle speed during idle operation. The integral part ISCI and the proportional part ISCP, which are the idle speed feedback correction parts set in comparison with the above, are added and calculated.
[0030]
ISCQ = ISCLD + ISCI + ISCP
The negative pressure control BCV is set according to the engine speed Ne in order to prevent the negative pressure in the cylinder from becoming excessive due to the early closing control of the intake valve and causing the oil to rise.
In step 23, as shown in the following equation, the target air amount TTP is calculated by adding the idle air amount ISC to the basic target air amount TTA.
[0031]
TTP = TTA + ISC
In step 24, the intake valve closing timing IVCφ is calculated. Specifically, referring to the table of FIG. 10, the intake valve closing timing IVC (CA after exhaust top dead center; ° ATDC) is set from the target air amount TTP. Since the charging efficiency changes depending on the inertia of the intake air depending on the engine speed Ne, the intake valve closing timing IVC may be set from the target air amount TTP and the engine speed Ne.
[0032]
In step 25, a delay angle IVDLY is obtained by converting an operation delay time (for example, 3 ms) from the close command of the electromagnetically driven intake valve to the actual close into a crank angle.
In step 26, the intake valve closing timing (command value) IVC is obtained by subtracting the delay angle IVDLY from the intake valve closing timing IVCφ as shown in the following equation.
[0033]
IVC = IVCφ−IVDLY
The process ends as described above.
The intake valve opening timing (IVO) is set to a substantially constant timing near the exhaust top dead center (TDC). Further, the exhaust valve opening timing (EVO) and closing timing (EVC) are controlled so as to be the timing with the highest thermal efficiency.
[0034]
FIG. 6 shows a REF job that is executed in synchronization with a reference crank angle signal REF from the crank angle sensor (in the case of four cylinders, generated every 180 ° CA, for example, at 110 ° CA before exhaust top dead center).
In step 31, the latest fuel injection timing I / T calculated in the 10 ms job is set in the fuel injection timing output register I / TOUT. This part corresponds to the fuel injection timing determining means.
[0035]
As a result, when the fuel injection timing I / T is reached, output of the fuel injection pulse signal to the fuel injection valve is started, and fuel injection is started.
In the REF job, in step 32, the air-fuel ratio feedback correction coefficient α for air-fuel ratio feedback control is calculated based on the signal from the oxygen sensor. In step 33, the learning correction coefficient αm for air-fuel ratio learning control is calculated by learning the steady-state deviation of the air-fuel ratio feedback correction coefficient α.
[0036]
FIG. 7 shows an I / T interrupt job that is interrupted at the actual fuel injection timing I / T.
In step 41, the latest fuel injection amount (fuel injection pulse width) Ti calculated in the 10 ms job is set in the fuel injection amount (fuel injection pulse width) output register TiOUT. This portion corresponds to the fuel injection amount determining means.
[0037]
Thereby, when Ti time passes after fuel injection start, the output of the fuel injection pulse signal to a fuel injection valve will be stopped, and fuel injection will be complete | finished.
In step 42, the latest intake valve closing timing (command value) IVC calculated in the 10 ms job is set in the intake valve closing timing output register IVCOUT. This portion corresponds to intake valve closing timing determination means.
[0038]
Thus, when the intake valve closing timing IVC is reached, energization of the valve opening electromagnetic coil is stopped, and energization of the valve closing electromagnetic coil is started to close the intake valve.
FIG. 11 is a timing chart for a certain cylinder.
The fuel injection amount Ti, the fuel injection timing I / T, and the intake valve closing timing IVC are calculated every predetermined time period, that is, every 10 ms.
[0039]
Here, in synchronism with a predetermined crank angle position, that is, a reference crank angle signal REF of 110 ° CA before exhaust top dead center, the fuel injection timing I / T is calculated as the latest fuel injection timing I at this time. Confirm with / T.
When the determined fuel injection timing I / T is reached, the fuel injection amount Ti is determined by the latest fuel injection amount Ti calculated at this time, and at the same time, the intake valve closing timing IVC is calculated the latest. Determined by the intake valve closing timing IVC. In other words, thereafter, even if the intake valve closing timing IVC is newly calculated before the actual intake valve closing timing IVC, the intake valve closing timing IVC is not changed.
[0040]
Therefore, the control of the fuel injection amount Ti and the control of the intake valve closing timing IVC can be surely synchronized to improve the control accuracy of the air-fuel ratio.
In the above embodiment, an electromagnetically driven type is used as the variable valve operating device, but a hydraulically driven type may be used.
[Brief description of the drawings]
1 is a functional block diagram showing the configuration of the present invention. FIG. 2 is a system diagram of a variable valve engine showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 is a basic structural diagram of an electromagnetic drive device for intake and exhaust valves. Flowchart of 1ms job (and 10ms job) [Fig.5] Flowchart of IVC calculation [Fig.6] Flowchart of REF job [Fig.7] Flowchart of I / T interrupt job [Fig.8] Diagram showing I / T setting map FIG. 9 is a diagram showing a TTA setting map. FIG. 10 is a diagram showing an IVC setting table. FIG. 11 is a timing chart for a certain cylinder.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 4 Spark plug 5 Electromagnetically driven intake valve 6 Electromagnetically driven exhaust valve 9 Fuel injection valve 10 Control unit 11 Crank angle sensor 12 Accelerator pedal sensor 13 Air flow meter

Claims (7)

エンジン運転条件に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、エンジン運転条件に基づいて燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出手段とを備えて、これらにより燃料噴射弁の燃料噴射を制御する一方、
エンジン運転条件に基づいて吸気弁閉時期を算出する吸気弁閉時期算出手段を備えて、これにより可変動弁式の吸気弁の閉時期を制御して吸入空気量を制御する可変動弁エンジンの制御装置において、
前記燃料噴射量算出手段による燃料噴射量の算出及び前記吸気弁閉時期算出手段による吸気弁閉時期の算出は、所定の時間周期で、同時に行わせる一方、
前記燃料噴射時期算出手段によって算出されて実際に燃料噴射を行う燃料噴射時期にて、燃料噴射量を前記燃料噴射量算出手段により最新に算出されている燃料噴射量によって確定する燃料噴射量確定手段と、
燃料噴射量の確定と同時に、吸気弁閉時期を前記吸気弁閉時期算出手段により最新に算出されている吸気弁閉時期によって確定する吸気弁閉時期確定手段と、を設けたことを特徴とする可変動弁エンジンの制御装置。
A fuel injection amount calculating means for calculating the fuel injection amount based on the engine operating condition; and a fuel injection timing calculating means for calculating the fuel injection timing based on the engine operating condition. While controlling
An intake valve closing timing calculating means for calculating an intake valve closing timing based on engine operating conditions is provided, and thereby a variable valve engine for controlling an intake air amount by controlling a closing timing of a variable valve type intake valve. In the control device,
While the calculation of the fuel injection amount by the fuel injection amount calculating means and the calculation of the intake valve closing timing by the intake valve closing timing calculating means are performed simultaneously in a predetermined time period,
Fuel injection amount determining means for determining the fuel injection amount based on the latest fuel injection amount calculated by the fuel injection amount calculating means at the fuel injection timing calculated by the fuel injection timing calculating means and actually performing fuel injection. When,
And an intake valve closing timing determining means for determining the intake valve closing timing based on the latest intake valve closing timing calculated by the intake valve closing timing calculating means simultaneously with the determination of the fuel injection amount. Control device for variable valve engine.
前記燃料噴射時期算出手段は、燃料噴射量及び吸気弁閉時期の算出と同時に、燃料噴射時期を算出するものであることを特徴とする請求項1記載の可変動弁エンジンの制御装置。2. The control apparatus for a variable valve engine according to claim 1, wherein the fuel injection timing calculation means calculates the fuel injection timing simultaneously with the calculation of the fuel injection amount and the intake valve closing timing. 燃料噴射時期は、所定のクランク角位置にて、前記燃料噴射時期算出手段により最新に算出されている燃料噴射時期によって確定されることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の可変動弁エンジンの制御装置。The variable valve operating system according to claim 1 or 2 , wherein the fuel injection timing is determined at a predetermined crank angle position based on a fuel injection timing that is latest calculated by the fuel injection timing calculation means. Engine control device. 前記燃料噴射量算出手段は、吸入空気量計測手段により計測される吸入空気量に基づいて燃料噴射量を算出するものであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の可変動弁エンジンの制御装置。The fuel injection amount calculating means, to any one of claims 1 to 3, characterized in that for calculating the fuel injection amount based on the intake air amount measured by the intake air quantity measuring means The control apparatus of the variable valve engine described. 前記燃料噴射時期算出手段は、エンジン回転数及び燃料噴射量に基づいて燃料噴射時期を算出するものであることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1つに記載の可変動弁エンジンの制御装置。5. The variable valve operating system according to claim 1, wherein the fuel injection timing calculation means calculates a fuel injection timing based on an engine speed and a fuel injection amount. Engine control device. 前記吸気弁閉時期算出手段は、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて定められる目標空気量に応じて吸気弁閉時期を算出するものであることを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれか1つに記載の可変動弁エンジンの制御装置。6. The intake valve closing timing calculating means according to claim 1, wherein the intake valve closing timing calculating means calculates an intake valve closing timing according to a target air amount determined based on an accelerator opening and an engine speed. The control apparatus for a variable valve engine according to any one of the above. 前記可変動弁式の吸気弁は、電磁駆動式であることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれか1つに記載の可変動弁エンジンの制御装置。The control apparatus for a variable valve engine according to any one of claims 1 to 6 , wherein the variable valve intake valve is an electromagnetic drive type.
JP25380698A 1998-09-08 1998-09-08 Control device for variable valve engine Expired - Fee Related JP3637784B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25380698A JP3637784B2 (en) 1998-09-08 1998-09-08 Control device for variable valve engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25380698A JP3637784B2 (en) 1998-09-08 1998-09-08 Control device for variable valve engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000087766A JP2000087766A (en) 2000-03-28
JP3637784B2 true JP3637784B2 (en) 2005-04-13

Family

ID=17256416

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25380698A Expired - Fee Related JP3637784B2 (en) 1998-09-08 1998-09-08 Control device for variable valve engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3637784B2 (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4120344B2 (en) 2002-10-04 2008-07-16 トヨタ自動車株式会社 Control device for internal combustion engine
JP4602383B2 (en) * 2007-08-13 2010-12-22 日立オートモティブシステムズ株式会社 Control device for variable valve internal combustion engine
EP2067968B1 (en) * 2007-12-04 2011-05-11 C.R.F. Società Consortile per Azioni Multi-cylinder internal combustion engine with independent cylinders
JP5042255B2 (en) * 2009-02-26 2012-10-03 日立オートモティブシステムズ株式会社 Control device for multi-cylinder spark ignition internal combustion engine

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000087766A (en) 2000-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6827051B2 (en) Internal EGR quantity estimation, cylinder intake air quantity calculation, valve timing control, and ignition timing control
US6328007B1 (en) Internal cylinder intake-air quantity calculating apparatus and method for variable valve open/closure timing controlled engine
KR101028132B1 (en) Stop position control apparatus for internal combustion engine
US8180552B2 (en) Variable valve timing apparatus and control method thereof
JP3572442B2 (en) Intake air amount estimation device for variable valve engine
US9103293B2 (en) Method for reducing sensitivity for engine scavenging
JP3747700B2 (en) Intake air amount calculation device for variable valve engine
JP3959957B2 (en) Engine internal EGR amount estimation method, variable valve control method using the internal EGR amount estimation value, cylinder intake air amount calculation method, and ignition timing control method
WO2009081624A1 (en) Internal egr control device of internal combustion engine
US6848435B2 (en) Control system for compression ignition internal combustion engine
JP3314294B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP3614060B2 (en) Ignition timing control device for variable valve engine
JP5514601B2 (en) Control device for internal combustion engine
JP3637784B2 (en) Control device for variable valve engine
EP1211402B1 (en) Internal EGR quantity estimation for controlling intake/exhaust valves and ignition timing
JP3622538B2 (en) Engine intake air amount detection device
JP4000747B2 (en) Ignition timing control device for variable valve engine
JP3988650B2 (en) Internal EGR amount estimation device for internal combustion engine
JP4524528B2 (en) Engine internal EGR rate estimation device
JP3799833B2 (en) Cylinder intake air amount detection device for variable valve engine
JP3791267B2 (en) Control device for variable valve engine
JP3800828B2 (en) Cylinder residual gas amount detection device for variable valve engine
JP2011137435A (en) Engine control device
JP5076983B2 (en) Engine fuel injection control device
JPH0559994A (en) Control device for engine

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040325

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20040413

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040526

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20041221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050103

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080121

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090121

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100121

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100121

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110121

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120121

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130121

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees